DE69304756T2 - Motor servo system - Google Patents

Motor servo system

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION Feld der ErfindungField of invention

Allgemein betrifft die Erfindung ein Motor-Servosystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Motor-Servosystem, das in einem Servosystem zur Unterdrückung von Unregelmäßigkeiten eines FG-Signals verwendet wird, die durch einen Trommelmotor eines VTR (Video-Tape Recorder) verursacht werden, und zu Unregelmäßigkeiten bei der Rotation führen, oder ein Servosystem zur Steuerung eines Motors, wie etwa einen Wellenmotor eines VTR's, bei dem die gewünschten Ansprecheigenschaften aufgrund von Versatz, Lastwechsel usw. nicht erreicht werden können.Generally, the invention relates to a motor servo system. More particularly, the invention relates to a motor servo system used in a servo system for suppressing irregularities of an FG signal caused by a drum motor of a VTR (Video Tape Recorder) leading to irregularities in rotation, or a servo system for controlling a motor, such as a shaft motor of a VTR, in which desired response characteristics cannot be achieved due to offset, load change, etc.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art

Als ein herkömmliches Motor-Servosystem 1, bei dem die Unregelmäßigkeiten eines FG-Signals (im folgenden einfach als FG-Unregelmäßigkeit bezeichnet) unterdrückt werden können, um eine Signalkomponente dieser FG-Unregelmäßigkeiten von einem Motorsteuersignal zu entfernen, gibt es eine Schaltung, bei der ein Analog-Kerbfilter 2 eingefügt wird, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, oder eine Schaltung, bei der ein Digital-Kerbfilter 3 eingefügt wird, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Desweiteren kann als das in Fig. 8 gezeigte Digital-Kerbfilter 3 z.B. eine Schaltung verwendet werden, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist.As a conventional motor servo system 1 in which the irregularities of an FG signal (hereinafter referred to simply as FG irregularity) can be suppressed to remove a signal component of these FG irregularities from a motor control signal, there is a circuit in which an analog notch filter 2 is inserted as shown in Fig. 7 or a circuit in which a digital notch filter 3 is inserted as shown in Fig. 8. Furthermore, as the circuit shown in Fig. 8, Digital notch filter 3, for example, a circuit as shown in Fig. 9 can be used.

Zusätzlich gibt es als ein bekanntes Motor-Servosystem 1 zur Steuerung eines Wellenmotors 4 eines VTR's eine Schaltung, wie sie in Fig. 10 gezeigt wird, in der eine Geschwindigkeitsdetektion und eine Phasendetektion beruhend auf dem FG-Signal durchgeführt wird, und wobei diese Detektionssignale miteinander synthetisiert werden, und wobei anschließend ein Motorsteuersignal an den Wellenmotor 4 über einen Tiefpaßfilter-Abschnitt 5, einen D/A-Wandler-Abschnitt 6 usw. angelegt wird.In addition, as a known motor servo system 1 for controlling a shaft motor 4 of a VTR, there is a circuit as shown in Fig. 10 in which speed detection and phase detection are performed based on the FG signal, and these detection signals are synthesized with each other, and then a motor control signal is applied to the shaft motor 4 via a low-pass filter section 5, a D/A converter section 6, etc.

Bei dem Analog-Kerbfilter 2, das in dem in Fig. 7 gezeigten Motor-Servosystem 1 verwendet wird, tritt der Fall auf, daß eine Abweichung in der Mittelfrequenz einer Kerbe aufgrund der Fluktuation elektronischer Teile auftritt und deshalb der Effekt der Kerbe abnimmt.In the analog notch filter 2 used in the motor servo system 1 shown in Fig. 7, there is a case that a deviation in the center frequency of a notch occurs due to the fluctuation of electronic parts and therefore the effect of the notch decreases.

Bei dem Digital-Kerbfilter, das in dem in Fig. 8 gezeigten Motor-Servosystem 1 verwendeten wird, tritt keine Abweichung der Mittelfrequenz auf, aber die RAM-Zeit (Random Access Memory) und die CPU-Zeit (Central Processor Unit) werden sehr lang. Insbesondere, wenn das Digital-Kerbfilter zur Entfernung von FG-Unregelmäßigkeiten der Trommel verwendet wird, wird die Zahl der Verzögerungszeiten umso größer, je länger die Abtastzeiten für eine Rotation werden, und deshalb wird die CPU-Zeit lang. Andererseits wird es in einem solchen System, in dem ein Servosteuermikrocomputer und ein Systemsteuermikrocomputer im selben Mikrocomputer enthalten sind, unmöglich, die Abtastfrequenz durch den Servomikrocomputer, d.h. die Zahl der Verzögerungszeiten der Kerbe, hinreichend zu erhöhen, da die CPU-Zeit nicht nur dem Servosteuermikrocomputer gewidmet werden kann, und deshalb kann eine hinreichende Sicherheit nicht erhalten werden.In the digital notch filter used in the motor servo system 1 shown in Fig. 8, no deviation of the center frequency occurs, but the RAM (Random Access Memory) time and the CPU (Central Processor Unit) time become very long. In particular, when the digital notch filter is used to remove FG irregularities of the drum, the longer the sampling times for one rotation become, the larger the number of delay times becomes, and therefore the CPU time becomes long. On the other hand, in such a system in which a servo control microcomputer and a system control microcomputer are included in the same microcomputer, it becomes impossible to sufficiently increase the sampling frequency by the servo microcomputer, i.e., the number of delay times of the notch, because the CPU time cannot be devoted only to the servo control microcomputer, and therefore sufficient security cannot be obtained.

Außerdem war in dem Fall, in dem ein Motor mit großem Versatz oder großem Lastwechsel durch das in Fig. 10 gezeigte Motor-Servosystem 1' gesteuert wird, da es nötig war, die Servoverstärkung sehr groß zu machen, in der Vergangenheit kein anderer Weg vorhanden als die Servoverstärkung zu erhöhen, indem die Abtastfrequenz erhöht wird. Wenn jedoch ein Motor miniaturisiert wird, tritt das Problem auf, daß der Versatz oder der Lastwechsel groß wird und andererseits die Abtastfrequenz abnimmt, da die Magnetisationzahl des Motors verringert wird, und es wird deshalb unmöglich, die Unregelmäßigkeiten der Motorrotation hinreichend zu unterdrücken.In addition, in the case where a motor having a large displacement or load change is controlled by the motor servo system 1' shown in Fig. 10, since it was necessary to make the servo gain very large, there was no other way in the past than to increase the servo gain by increasing the sampling frequency. However, when a motor is miniaturized, there is a problem that the displacement or load change becomes large and, on the other hand, the sampling frequency decreases because the magnetization number of the motor is reduced, and therefore it becomes impossible to sufficiently suppress the irregularities of the motor rotation.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist deshalb eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, ein Motor-Servosystem zu schaffen, bei dem ein Motor stabil mit einer einfachen Software gesteuert werden kann, auch wenn FG-Unregelmäßigkeiten auftreten.It is therefore an essential object of the invention to provide a motor servo system in which a motor can be stably controlled with a simple software even when FG irregularities occur.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Motor-Servosystem zu schaffen, bei dem es möglich ist, die Servoverstärkung zu erhöhen, auch wenn eine Störung, wie z.B. ein Lastwechsel, auftritt.Another object of the invention is to provide a motor servo system in which it is possible to increase the servo gain even when a disturbance such as a load change occurs.

Ein erfindungsgemäßes Motor-Servosystem steuert einen Motor beruhend auf einem Geschwindigkeit-Erfassungssignal und einem Phasen-Erfassungssignal. Das Motor-Servosystem umfaßt: erste Synthetisiermittel zum Synthetisieren des Geschwindigkeits-Erfassungssignals und des Phasen-Erfassungssignals miteinander mit einem vorgegebenen Synthetisierungsverhältnis zur Erzeugung eines synthetisierten Signals; Äquivalenzmotormittel mit einer Übertragungsfunktion, die für eine Übertragungscharakterstik des Motors repräsentativ ist, und zum Erzeugen eines Detektionssignals auf Grundlage des synthetisierten Signals; erste Vergleichermittel zum Vergleichen des synthetisierten Signals und des Detektionssignals; und Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Motorsteuersignals, durch das der Motor zu steuern ist, auf Grundlage des synthetisierten Signals und eines Ausgangssignals des ersten Vergleichermittels.A motor servo system according to the invention controls a motor based on a speed detection signal and a phase detection signal. The motor servo system comprises: first synthesizing means for synthesizing the speed detection signal and the phase detection signal with each other at a predetermined synthesizing ratio to produce a synthesized signal; equivalent motor means having a transfer function representative of a transfer characteristic of the motor and for producing a detection signal based on the synthesized signal; first comparison means for comparing the synthesized signal and the detection signal; and motor control signal generating means for generating a motor control signal by which the motor is to be controlled, based on the synthesized signal and an output signal of the first comparison means.

Erfindungsgemäß wird das Geschwindigkeits-Erfassungssignal durch einen Geschwindigkeits-Erfassungs-Abschnitt erzeugt, der ein Geschwindigkeits-Erfassungssignal - z.B. auf der Grundlage eines FG-Signals des Motors - erzeugt. Ein Phasen-Erfassungs-Abschnitt erzeugt ein Phasen-Erfassungssignal z.B. auf der Grundlage eines FG-Signals von dem Motor, oder durch Integration des Geschwindigkeits- Erfassungssignals. Das erste Synthetisiermittel empfängt das Geschwindigkeits-Erfassungssignal und des Phasen- Erfassungssignal und erzeugt das Synthetisiersignal, das jeweils an das Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel und das erste Vergleichermittel angelegt wird.According to the invention, the speed detection signal is generated by a speed detection section which generates a speed detection signal based on, for example, an FG signal from the motor. A phase detection section generates a phase detection signal based on, for example, an FG signal from the motor, or by integrating the speed detection signal. The first synthesizing means receives the speed detection signal and the phase detection signal and generates the synthesized signal, which is applied to the motor control signal generating means and the first comparing means, respectively.

Das Äquivalenzmotormittel ist eine Art von Softwaremotor und hat eine Übertragungsfunktion gleich oder ähnlich jener des zu steuernden Motors. Das Äquivalenzmotormittel empfängt das Ausgabesignal des ersten Synthetisiermittels z.B. über ein Tiefpaßfiltermittel. Das Detektionssignal des Aquivalenzmotormittels wird mit dem Synthetisiersignal des ersten Synthetisiermittels verglichen, und deshalb wird die Ausgabe des ersten Vergleichermittels ein Signal, das nur eine FG-Unregelmäßigkeitskomponente oder eine Störkomponente repräsentiert. Deshalb enthält das von dem Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel ausgegebene Motorsteuersignal keine solche FG-Unregelmäßigkeitskomponente oder Störkomponente.The equivalent motor means is a kind of software motor and has a transfer function equal to or similar to that of the motor to be controlled. The equivalent motor means receives the output signal of the first synthesizing means through, for example, a low-pass filter means. The detection signal of the equivalent motor means is compared with the synthesizing signal of the first synthesizing means, and therefore the output of the first comparing means becomes a signal representing only an FG irregularity component or a noise component. Therefore, the motor control signal output from the motor control signal generating means does not contain such an FG irregularity component or noise component.

Erfindungsgemäß kann der Motor stabil servogesteuert werden.According to the invention, the motor can be stably servo-controlled.

Die oben beschriebenen und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.The above and other objects, features, aspects and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt;Fig. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ist ein Funktionsschaltdiagramm, das einen Äquivalenzmotor-Abschnitt der Ausführungsform aus Fig. 1 zeigt;Fig. 2 is a functional circuit diagram showing an equivalent motor portion of the embodiment of Fig. 1 ;

Fig. 3 ist ein Funktionsschaltdiagramm, das einen Tiefpaßfilter-Abschnitt mit einer Übertragungsfunktion zeigt, die jener des Äquivalenzmotor-Abschnitts entspricht;Fig. 3 is a functional circuit diagram showing a low-pass filter section having a transfer function corresponding to that of the equivalent motor section;

Fig. 4 ist eine Kurve, die eine Verstärkungseigenschaft der Funktionsschaltung aus Fig. 2 zeigt;Fig. 4 is a graph showing a gain characteristic of the functional circuit of Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt;Fig. 5 is a functional block diagram showing another embodiment of the present invention;

Fig. 6 st eine Kurve, die eine Schwebung und ein Rauschen der Ausführungsform aus Fig. 5 zeigt;Fig. 6 is a graph showing beat and noise of the embodiment of Fig. 5;

Fig. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das den Stand der Technik zeigt;Fig. 7 is a functional block diagram showing the prior art;

Fig. 8 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen anderen Stand der Technik zeigt;Fig. 8 is a functional block diagram showing another prior art;

Fig. 9 ist ein Funktionsschaltdiagramm, das ein beim Stand der Technik aus Fig. 8 verwendetes Digital- Kerbfilter zeigt; undFig. 9 is a functional circuit diagram showing a digital notch filter used in the prior art of Fig. 8; and

Fig. 10 ist ein Funktionsschaltdiagramm, das noch einen weiteren Stand der Technik zeigt.Fig. 10 is a functional circuit diagram showing still another prior art.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In Fig. 1 wird ein Motor-Servosystem 10 der gezeigten Ausführungsform zur Entfernung der FG-Unregelmäßigkeit in einem Trommelservosystem verwendet, indem eine stabile Steuerung verwendet wird, und es enthält einen Servosteuermikrocomputer 12. Als Mikrocomputer 12 wird ein Servomikrocomputer "CXP80724" verwendet.In Fig. 1, a motor servo system 10 of the shown embodiment is used for removing the FG irregularity in a drum servo system by using stable control, and includes a servo control microcomputer 12. As the microcomputer 12, a servo microcomputer "CXP80724" is used.

Der Mikrocomputer 12 enthält einen Geschwindigkeit-Erfassungs-Abschnitt 14 und einen Phasen-Erfassungs-Abschnitt 16. Ein PG-Impuls und ein FG-Impuls von einem Trommelmotor 18 werden durch einen PG-Verstärker 20 und einen FG-Verstärker 22 verstärkt, und dann werden der PG-Impuls und der FG-Impuls jeweils an den Geschwindigkeit-Erfassungs-Abschnitt 14 bzw. den Phasen-Erfassungs-Abschnitt 16 angelegt.The microcomputer 12 includes a speed detecting section 14 and a phase detecting section 16. A PG pulse and an FG pulse from a drum motor 18 are amplified by a PG amplifier 20 and an FG amplifier 22, and then the PG pulse and the FG pulse are applied to the speed detecting section 14 and the phase detecting section 16, respectively.

In dem Geschwindigkeits-Erfassungs-Abschnitt 14 wird ein Geschwindigkeits-Erfassungssignal erhalten, in dem die Periode des FG-Impulses abgezählt wird. In dem Phasen-Erfassungs-Abschnitt 16 wird ein Phasen-Erfassungssignal durch Vergleich der Phase des PG-Impulses und der Phase eines Vertikalsynchronisationssignales Vsync erhalten, das in einem Aufzeichnungsmodus durch Verbinden von einem Anschluß 24a über einen Schalter 24 angelegt wird. Im Wiedergabemodus ist der Schalter 24 mit einem Anschluß 24b verbunden, und deshalb wird ein Bezugssignal an den Phasen-Erfassungs- Abschnitt 16 angelegt, und dementsprechend wird ein Phasen- Erfassungssignal erhalten, indem die Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal und dem PG-Impuls detektiert wird.In the speed detecting section 14, a speed detecting signal is obtained by counting the period of the FG pulse. In the phase detecting section 16, a phase detecting signal is obtained by comparing the phase of the PG pulse and the phase of a vertical synchronization signal Vsync applied in a recording mode by connecting from a terminal 24a through a switch 24. In the reproducing mode, the switch 24 is connected to a terminal 24b, and therefore a reference signal is applied to the phase detecting section 16, and accordingly a phase detecting signal is obtained by detecting the phase difference between the reference signal and the PG pulse.

Das Geschwindigkeits-Erfassungssignal und das Phasen-Erfassungssignal werden mittels eines Synthetisier-Abschnitts 26 miteinander kombiniert oder synthetisiert, wodurch ein Erfassungssignal erhalten wird. Das Erfassungssignal wird über einen Tiefpaßfilter-Abschnitt 28 zu einem Motorsteuersignal. Das Motorsteuersignal wird jeweils sowohl an einen Vergleicher-Abschnitt 10 und einen Äquivalenzmotor-Abschnitt (Softwaremotor) 34 einer Beobachtervorrichtung 32 angelegt.The speed detection signal and the phase detection signal are combined or synthesized by a synthesizing section 26, thereby obtaining a detection signal. The detection signal is via a low-pass filter section 28 to a motor control signal. The motor control signal is applied to both a comparator section 10 and an equivalent motor section (software motor) 34 of an observer device 32.

Der Äquivalenzmotor-Abschnitt 34 hat eine Übertragungseigenschaft, die jener des Trommelmotors 18 äquivalent ist. Für den Äquivalenzmotor-Abschnitt 34 wird eine in Fig. 2 gezeigte Schaltung verwendet. Zusätzlich kann der Äquivalenzmotor-Abschnitt mit derselben Übertragungsfunktion durch ein RC-Tiefpaßfilter dargestellt sein, das in Fig. 3 gezeigt ist. Die Übertragungsfunktion der in Fig. 2 gezeigten Schaltung wird durch folgende Gleichung repräsentiert.The equivalent motor section 34 has a transfer characteristic equivalent to that of the drum motor 18. For the equivalent motor section 34, a circuit shown in Fig. 2 is used. In addition, the equivalent motor section having the same transfer function may be represented by an RC low-pass filter shown in Fig. 3. The transfer function of the circuit shown in Fig. 2 is represented by the following equation.

y(nT) = K&sub1;x(nT) + K&sub2;x(nT-T) + K&sub3;y(nT-T)y(nT) = K₁x(nT) + K₂x(nT-T) + K₃y(nT-T)

= y(nT-T) + a{x(nT) - y(nT-T)} + b{x(nT) - x(nT-T)}= y(nT-T) + a{x(nT) - y(nT-T)} + b{x(nT) - x(nT-T)}

... (1)... (1)

wobei x ein Eingabesignal, y ein Ausgabesignal und T die Abtastfrequenz ist.where x is an input signal, y is an output signal and T is the sampling frequency.

Eine Verstärkungscharakteristik der durch die Gleichung 1 repräsentierten Übertragungsfunktion ist in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 sind die Frequenzen f&sub1; und f&sub2; jeweils durch die folgenden Gleichungen 2 und 3 repräsentiert.A gain characteristic of the transfer function represented by Equation 1 is shown in Fig. 4. In Fig. 4, the frequencies f₁ and f₂ are represented by the following Equations 2 and 3, respectively.

f&sub1; = a/π (2b + a)T ... (2)f1; = a/π (2b + a)T ... (2)

f&sub2; = a/π (2 a - a)T ... (3)f2; = a/π (2 a - a)T ... (3)

Wenn 2b+a=0 wird, dann wird f&sub1;=∞ (unendlich) und dementsprechend arbeitet die in Fig. 2 gezeigte Schaltung als Tiefpaßfilter. Dementsprechend wird die in Fig. 2 gezeigte Schaltung ein Schaltungsäquivalent zu dem Trommelmotor 18.When 2b+a=0, then f1=∞ (infinity) and accordingly, the circuit shown in Fig. 2 operates as a low-pass filter. Accordingly, the circuit shown in Fig. 2 becomes a circuit equivalent to the drum motor 18.

Durch Vergleich des Erfassungssignals vom Äquivalenzmotor- Abschnitt 34 und dem Erfassungssignal von dem Synthetisier- Abschnitt 26 mittels eines Vergleicher-Abschnitts 36 wird ein Vergleichssignal A erhalten. Im Vergleicher-Abschnitt 30 wird das Vergleichssignal A von dem Motorsteuersignal abgezogen, welches von dem Tiefpaßfilter-Abschnitt 28 ausgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt keine FG-Unregelmäßigkeit am Äquivalenzmotor 34 auf, obwohl die FG-Unregelmäßigkeit am Trommelmotor vorliegt, und dementsprechend wird ein Signalspektrum nur der FG-Unregelmäßigkeit in dem Vergleichssignal (A) enthalten sein. Deshalb ist es durch Subtraktion des Signalspektrums für die FG-Unregelmäßigkeit, d.h. des Vergleichssignals (A), vom Motorsteuersignal möglich, nur die FG-Unregelmäßigkeitskomponente vom Motorsteuersignal zu entfernen.By comparing the detection signal from the equivalent motor section 34 and the detection signal from the synthesizing section 26 by means of a comparator section 36, a comparison signal A is obtained. In the comparator section 30, the comparison signal A is subtracted from the motor control signal output from the low-pass filter section 28. At this time, no FG abnormality occurs at the equivalent motor 34 although the FG abnormality exists at the drum motor, and accordingly, a signal spectrum of only the FG abnormality will be included in the comparison signal (A). Therefore, by subtracting the signal spectrum for the FG abnormality, i.e., the comparison signal (A), from the motor control signal, it is possible to remove only the FG abnormality component from the motor control signal.

Das Motorsteuersignal, von dem das Vergleichssignal (A) abgezogen wurde, wird mittels eines D/A-Wandler-Abschnitts 38 eines PWM-Systems D/A-gewandelt, und anschließend wird das Motorsteuersignal mittels eines Widerstands R und eines Kondensators C geglättet, um so an den PWM-Treiber 42 angelegt zu werden, wodurch der Trommelmotor 18 gesteuert werden kann.The motor control signal from which the comparison signal (A) has been subtracted is D/A converted by a D/A converter section 38 of a PWM system, and then the motor control signal is smoothed by a resistor R and a capacitor C so as to be applied to the PWM driver 42, whereby the drum motor 18 can be controlled.

Da bei dem Motor-Servosystem 10 im Gegensatz zu einem Digital-Kerbfilter keine Gleichstrom-Verstärkungsverringerung auftritt, ist es möglich, die FG-Unregelmäßigkeitskomponenten, die sowohl in dem Geschwindigkeit-Erfassungssignal als auch in dem Phasen-Erfassungssignal enthalten sind, zu entfernen. Außerdem ist es möglich, ebenfalls andere falsche Signalspektren als die FG-Unregelmäßigkeit zu entfernen.Since no DC gain reduction occurs in the motor servo system 10 unlike a digital notch filter, it is possible to remove the FG irregularity components included in both the speed detection signal and the phase detection signal. In addition, it is possible to also remove false signal spectrums other than the FG irregularity.

In Fig. 5 steuert ein Motor-Servosystem 10' entsprechend einer weiteren Ausführungsform stabil ein Wellenservosystem (Softwareservo) eines 8 m/m VTR's. Das Motor-Servosystem enthält einen Servosteuermikrocomputer 42. Als Mikrocomputer 42 kann z.B. ebenfalls der Servomikrocomputer "CXP80724" verwendet werden.In Fig. 5, a motor servo system 10' according to another embodiment stably controls a shaft servo system (software servo) of an 8 m/m VTR. The motor servo system contains a servo control microcomputer 42. The servo microcomputer "CXP80724" can also be used as the microcomputer 42.

Der Mikrocomputer 42 enthält einen Geschwindigkeit-Erfassungs-Abschnitt 44, dem ein FG-Impuls von einem Wellenmotor 46 eingegeben wird, nachdem diesr durch einen FG-Verstärker 48 verstärkt wurde. Durch Abzählen der Periode des FG-Impulses wird ein Geschwindigkeit-Erfassungssignal durch den Geschwindigkeit-Erfassungs-Abschnitt 44 erhalten. Ein Einschaltverhältnis des Geschwindigkeit-Erfassungssignals wird durch einen Einschaltkorrektur-Abschnitt 50 berichtigt.The microcomputer 42 includes a speed detecting section 44 to which an FG pulse from a shaft motor 46 is input after being amplified by an FG amplifier 48. By counting the period of the FG pulse, a speed detecting signal is obtained by the speed detecting section 44. A duty ratio of the speed detecting signal is corrected by a duty correcting section 50.

Zusätzlich wird in einem Aufzeichnungsmodus eine Phasenerfassung durch Integration des Geschwindigkeit-Erfassungssignals durch einen Phasen-Erfassungs-Abschnitt 52 erzeugt. In einem Wiedergabemodus wird ein Bezugssignal, das durch den Phasen-Erfassungs-Abschnitt 52 zu integrieren ist, in Übereinstimmung mit einem Spursignal geändert. Bei der gezeigten Ausführungsform wird sowohl im Aufzeichnungsmodus als auch im Spielmodus ein Integrationstyp der Phasenerfassung verwendet. Zusätzlich wird ein Analogsignal von einem ATF-Verarbeitungs-Abschnitt 54 in einem A/D-Wandler-Abschnitt 56 A/D-gewandelt, und Daten von dem D/A-Wandler-Abschnitt 56 werden durch einen Tiefpaßfilter-Abschnitt 58 und einen kammartigen Filter 60 gefiltert und dann an einen Synthetisier-Abschnitt 62 angelegt. Im Synthetisier-Abschnitt 62 wird das Spursignal durch Hinzufügen eines Bezugssignals zu den Daten erzeugt.In addition, in a recording mode, phase detection is generated by integrating the speed detection signal by a phase detection section 52. In a playback mode, a reference signal to be integrated by the phase detection section 52 is changed in accordance with a track signal. In the shown embodiment, an integration type of phase detection is used in both the recording mode and the play mode. In addition, an analog signal from an ATF processing section 54 is A/D converted in an A/D converter section 56, and data from the D/A converter section 56 is filtered by a low-pass filter section 58 and a comb-type filter 60 and then applied to a synthesizer section 62. In the synthesizer section 62, the track signal is generated by adding a reference signal to the data.

Dann werden das Geschwindigkeit-Erfassungssignal von dem Einschaltkorrektur-Abschnitt 50 und das Phasen-Erfassungssignal vom Phasen-Erfassungs-Abschnitt 52 einem Synthetisier-Abschnitt 64 zugeführt, und ein Synthetisiersignal wird erzeugt. Das Synthetisierverhältnis ist zu diesem Zeitpunkt so gesetzt, daß als Beispiel für diese Ausführungsform Geschwindigkeit-Erfassungssignal : Phasen-Erfassungssignal = 64:1 ist. Ein solches Synthetisierverhältnis kann jedoch entsprechend einer Eigenschaft des Servosystems angepaßt werden.Then, the speed detection signal from the power-on correction section 50 and the phase detection signal from the phase detection section 52 are supplied to a synthesizing section 64, and a synthesized signal is generated. The synthesizing ratio at this time is set such that, as an example of this embodiment, Speed detection signal : phase detection signal = 64:1. However, such a synthesizing ratio can be adjusted according to a characteristic of the servo system.

Dann wird ein optimiertes Motorsteuersignal (b) erzeugt, indem das Synthetisiersignal (a) durch einen Tiefpaßfilter- Abschnitt 66 durchläuft. Das Motorsteuersignal (b) wird an einen Synthetisier-Abschnitt 68 und an einen Synthetisier- Abschnitt 72 einer Beobachtervorrichtung 70 angelegt. Ein Vergleichssignal (c) von dem Vergleicher-Abschnitt 76 (der später beschrieben wird) wird zu dem Synthetisier-Abschnitt 72 rückgekoppelt, und das Motorsteuersignal (b) und das Vergleichssignal (c) werden dann mit einer Gewichtung von z.B. 4:1 miteinander synthetisiert.Then, an optimized motor control signal (b) is generated by passing the synthesizing signal (a) through a low-pass filter section 66. The motor control signal (b) is applied to a synthesizing section 68 and to a synthesizing section 72 of an observer device 70. A comparison signal (c) from the comparing section 76 (which will be described later) is fed back to the synthesizing section 72, and the motor control signal (b) and the comparison signal (c) are then synthesized together with a weighting of, for example, 4:1.

Ein Synthetisiersignal von dem Motorsteuersignal (b) und dem Vergleichssignal (c) wird an den Äquivalenzmotor-Abschnitt (Softwaremotor) 74 angelegt, der eine dem Wellenmotor 46 entsprechende Übertragungseigenschaft hat.A synthesized signal of the motor control signal (b) and the comparison signal (c) is applied to the equivalent motor section (software motor) 74 having a transmission characteristic corresponding to the shaft motor 46.

In dem Vergleicher-Abschnitt 76 werden ein Erfassungssignal (d) des Äquivalenzmotor-Abschnitts 74 und das Synthetisier- Signal (a) von dem Synthetisier-Abschnitt 64 mit einem Gewichtungsverhältnis von z.B. 1:1 miteinander verglichen, wobei das Vergleichssignal (c) erhalten wird. Das Vergleichssignal (c) wird wie oben beschrieben zu dem Synthetisier-Abschnitt 72 zurückgekoppelt und an den Synthetisier-Abschnitt 68 angelegt.In the comparator section 76, a detection signal (d) from the equivalent motor section 74 and the synthesizing signal (a) from the synthesizing section 64 are compared with each other at a weighting ratio of, for example, 1:1, to obtain the comparison signal (c). The comparison signal (c) is fed back to the synthesizing section 72 as described above and applied to the synthesizing section 68.

In dem Synthetisier-Abschnitt 68 werden das Motorsteuersignal (b) und das Vergleichssignal (c) mit einem Gewichtungsverhältnis von z.B. 4:1 miteinander kombiniert oder synthetisiert. Unnötig zu erwähnen, daß solche Synthetisierverhältnisse in den Synthetisier-Abschnitten 66 und 72 ebenfalls entsprechend den Eigenschaften des Servosystems eingestellt werden können.In the synthesizing section 68, the motor control signal (b) and the comparison signal (c) are combined or synthesized with a weighting ratio of, for example, 4:1. Needless to say, such synthesizing ratios are used in the synthesizing sections 66 and 72. can also be adjusted according to the characteristics of the servo system.

Ein Synthetisiersignal von dem Synthetisier-Abschnitt 68, d.h. das Motorsteuersignal, wird durch einen D/A-Wandler- Abschnitt 78 eines PWM-Systems D/A-gewandelt und dann durch einen Widerstand R und einen Kondensator C geglättet, um so an einen PWM-Treiber 80 angelegt zu werden, wodurch der Wellenmotor 46 gesteuert werden kann.A synthesizing signal from the synthesizing section 68, i.e., the motor control signal, is D/A converted by a D/A converting section 78 of a PWM system and then smoothed by a resistor R and a capacitor C so as to be applied to a PWM driver 80, whereby the shaft motor 46 can be controlled.

Für einem solchen Motor-Servosystem 10' ist ein Spektrum, das durch einen Relativwert einer Schwebung und das Rauschen des Wellenmotors gegeben ist, in Fig. 6 gezeigt. Wie aus Fig. 6 gut ersichtlich ist, wird das Spektrum A des Motor-Servosystems 10' im Vergleich mit einem Spektrum B beim Stand der Technik innerhalb eines Servofrequenzbereichs von etwa 100 Hz stark verringert. Somit kann in dem Motor-Servosystem 10' eine Spektrumskomponente aufgrund eines Unterschiedes zwischen dem idealen Motor und dem wirklichen Motor in großem Umfang rückgekoppelt werden, und deshalb wird im Vergleich mit einem Servosystem nach dem Stand der Technik der Effekt zur Unterdrückung eines Lastwechsels groß.For such a motor servo system 10', a spectrum given by a relative value of a beat and the noise of the shaft motor is shown in Fig. 6. As can be clearly seen from Fig. 6, the spectrum A of the motor servo system 10' is greatly reduced in comparison with a spectrum B in the prior art within a servo frequency range of about 100 Hz. Thus, in the motor servo system 10', a spectrum component due to a difference between the ideal motor and the actual motor can be fed back to a large extent, and therefore, the effect of suppressing load change becomes large in comparison with a servo system of the prior art.

Unnötig zu sagen, daß, obwohl einzelne durch den Servosteuermikrocomputer auszuführende Funktionen als jeweilige Funktionsblocks in der Ausführungsform aus Fig. 1 und der Ausführungsform aus Fig. 5 dargestellt wurden, in der Praxis die jeweiligen Funktionsblöcke durch Ausführprogramme durchgeführt werden können. Jedoch können solche jeweiligen Funktionsblöcke natürlich mittels Hardware implementiert werden.Needless to say, although individual functions to be executed by the servo control microcomputer have been illustrated as respective function blocks in the embodiment of Fig. 1 and the embodiment of Fig. 5, in practice, the respective function blocks may be executed by execution programs. However, such respective function blocks may of course be implemented by means of hardware.

Claims (7)

1. Motor-Servosystem (10, 10') zum Steuern eines Motors (18, 46) auf Grundlage eines Geschwindigkeits-Erfassungssignals und eines Phasenerfassungssignals mit ersten Synthesemitteln (26, 64) zum Synthetisieren des Geschwindigkeits- Erfassungssignals und des Phasenerfassungs-Signals mit einander mit einem vorgegebenen Synthetisierungsverhältnis zur Erzeugung eines synthetisierten Signals, dadurch gekennzeichnet , daß das System weiterhin aufweist: Äquivalenzmotormittel (34, 72, 74) mit einer Übertragungsfunktion, die für eine übertragungscharakteristik des Motors repräsentativ ist, zum Erzeugen eines Detektionssignals auf Grundlage des synthetisierten Signals, erste Vergleichsmittel (36, 76) zum Vergleichen des synthetisierten Signais und des Erfassungssignals und Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel (30, 68), zum Erzeugen eines Motorsteuersignals durch das der Motor zu steuern ist, auf Grundlage des synthetisierten Signals und eines Ausgangssignals der Vergleichsmittel.1. Motor servo system (10, 10') for controlling a motor (18, 46) based on a speed detection signal and a phase detection signal, comprising first synthesis means (26, 64) for synthesizing the speed detection signal and the phase detection signal with each other at a predetermined synthesis ratio to generate a synthesized signal, characterized in that the system further comprises: equivalent motor means (34, 72, 74) with a transfer function representative of a transfer characteristic of the motor for generating a detection signal based on the synthesized signal, first comparison means (36, 76) for comparing the synthesized signal and the detection signal, and motor control signal generating means (30, 68) for Generating a motor control signal by which the motor is to be controlled on the basis of the synthesized signal and an output signal of the comparison means. 2. Motorservosystem nach Anspruch 1, wobei die Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel zweite Vergleichsmittel (30) aufweisen zum Vergleichen des Ausgangssignais der ersten Vergleichsmittel (36) und des synthetisierten Signals miteinander.2. Motor servo system according to claim 1, wherein the motor control signal generating means comprises second comparison means (30) for comparing the output signal of the first comparison means (36) and the synthesized signal with each other. 3. Motorservossystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel zweite Synthesemittel (68) aufweisen zum Synthetisieren des Ausgangssignals der ersten Vergleichsmittel (76) und des synthetisierten Signals miteinander mit einem vorgegebenen Synthetisierverhaltnis.3. Motor servo system according to claim 1 or 2, wherein the motor control signal generating means comprises second synthesis means (68) for synthesizing the output signal of the first comparison means (76) and the synthesized signals with each other with a given synthesis ratio. 4. Motorservosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Äquivalenzmotormittel ein Äquivalenzmotor (74) und dritte Synthesemittel (72) aufweisen zum Synthetisieren des synthetisierten Signals und des Ausgangssignals der ersten Vergleichsmittel (76) miteinander mit einem vorgegebenen Syntheseverhältnis, wobei das Ausgangssignal der dritten Synthesemittel (72) dem Äquivalenzmotor (74) zugeführt wird, wobei ein Ausgangssignal des Äquivalenzmotors den ersten Vergleichsmitteln als das Erfassungssignal zugeführt wird.4. A motor servo system according to any one of claims 1 to 3, wherein the equivalent motor means comprises an equivalent motor (74) and third synthesis means (72) for synthesizing the synthesized signal and the output signal of the first comparison means (76) with each other at a predetermined synthesis ratio, the output signal of the third synthesis means (72) being supplied to the equivalent motor (74), an output signal of the equivalent motor being supplied to the first comparison means as the detection signal. 5. Motorservosystem nach Anspruch 1, mit weiterhin Tiefpaßfiltermitteln (28, 66) zum Filtern des synthetisierten Signals, wobei die Äquivalenzmotormittel (34, 72, 74) das Ausgangssignal der Tiefpaßfiltermittel erhalten, um das Erfassungssignal zu erzeugen.5. A motor servo system according to claim 1, further comprising low pass filter means (28, 66) for filtering the synthesized signal, the equivalent motor means (34, 72, 74) receiving the output of the low pass filter means to generate the detection signal. 6. Motorservosystem nach Anspruch 5, wobei die Motorsteuersignal-Erzeugungsmittel zweite Vergleichsmittel (30) aufweisen zum Vergleichen des Ausgangssignals der ersten Vergleichsmittel (36) mit dem Ausgangssignal der Tiefpaßfiltermittel (28) miteinander mit einem vorgegebenen Syntheseverhältnis.6. Motor servo system according to claim 5, wherein the motor control signal generating means comprises second comparison means (30) for comparing the output signal of the first comparison means (36) with the output signal of the low-pass filter means (28) with each other at a predetermined synthesis ratio. 7. Motorservosystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Äquivalenzmotormittel einen Äquivalentmotor (74) aufweisen und dritte Synthesemittel (72) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der Tiefpaßfiltermittel (66) und des Ausgangssignals der ersten Vergleichsmittel (76) miteinander mit einem vorgegebenen Syntheseverhältnis, wobei das Ausgangssignal der dritten Synthesemittel (72) dem Äquivalenzmotor zugeführt werden und das Ausgangssignal des Äquvalenzmotors (74) den ersten Vergleichsmitteln (76) als das Erfassungssignal zugeführt wird.7. Motor servo system according to claim 5 or 6, wherein the equivalent motor means comprises an equivalent motor (74) and third synthesis means (72) for synthesizing the output signal of the low-pass filter means (66) and the output signal of the first comparison means (76) with each other at a predetermined synthesis ratio, the output signal of the third synthesis means (72) being supplied to the equivalent motor and the output signal of the Equivalence motor (74) is supplied to the first comparison means (76) as the detection signal.
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